一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置，涉及汽油生产化工工艺技术领域，包括气气换热器、加热器、单管反应器、冷却冷凝器、气液分离器I、油水分离器、循环压缩机、导热油循环泵、导热油冷却器、气液分离器II、膨胀槽、原料氢气调节阀、原料二氧化碳调节阀、减压阀I、调节阀I、减压阀II、调节阀II、调节阀III、开工加热器、铁基列管段、铁基绝热段、分子筛绝热段、列管段壳体、列管段反应管、电伴热带，本方案适用于采用铁基催化剂和分子筛催化剂两种多功能复合催化剂分层装填反应器，反应器型式适用于两种催化剂所处反应介质的反应热力学性质和最优反应温度均不相同的反应条件。件。件。
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置
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[0001]本技术涉及汽油生产化工工艺
，尤其涉及一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置。
技术介绍
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[0002]近年来，随着工业的迅速发展，化石能源日益枯竭，由于大量使用化石能源导致了大量二氧化碳的排放，由此引发的全球环境问题受到世界各国的广泛关注。通过化学转化的方法，将二氧化碳转化为合成气或其他碳氢化合物，不仅可以实现二氧化碳的资源化利用，还可以减轻由二氧化碳导致的“温室效应”[0003]二氧化碳温室效应虽然导致全球变暖和气候变迁，但作为工业原料，它的用途却十分广泛。通过化学转化的方法，将二氧化碳转化为液体燃料和高附加值化学品是近期国内外的研究热点。该过程不仅可以实现二氧化碳的资源化利用，还可以减轻由二氧化碳导致的“温室效应”。
[0004]但二氧化碳分子十分稳定，它的活化与选择性转化是极具挑战的难题。由于它在催化剂表面吸附与反应速率较慢，链增长能力差，它的加氢产物集中在甲烷、甲醇、甲酸等低碳化合物。若能利用该过程选择性生产碳链更高，附加值也更高的油品、烯烃或芳烃等高碳烃类，必将对传统的煤与天然气化工路线产生重要而深远的影响。
[0005]目前，还未能从公开的资料中查询到用于二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置，特别是适用于采用铁基催化剂和分子筛催化剂两种多功能复合催化剂分层装填反应器的单管试验装置及方法，这两种催化剂所处反应介质的反应热力学性质和适用的最优反应温度条件均不相同。
技术实现思路
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[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，且未有针对采用铁基催化剂和分子筛催化剂两种多功能复合催化剂分层装填反应器的二氧化碳加氢制取汽油馏分烃的单管试验装置的缺陷，而提供了一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置。
[0007]本技术是通过下述技术方案来实现的：
[0008]一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置，其特征是，包括气气换热器、加热器、单管反应器、冷却冷凝器、气液分离器I、油水分离器、循环压缩机、导热油循环泵、导热油冷却器、气液分离器II、膨胀槽、原料氢气调节阀、原料二氧化碳调节阀、减压阀I、调节阀I、减压阀II、调节阀II、调节阀III、开工加热器、铁基列管段、铁基绝热段、分子筛绝热段、列管段壳体、列管段反应管、电伴热带；
[0009]原料二氧化碳调节阀出口管道连通着原料氢气调节阀出口的原料氢气管道，混合后的原料二氧化碳和原料氢气管道与气气换热器的冷侧进口管道连通，气气换热器的热侧出口管道连通着加热器的冷侧进口，加热器的热侧出口管道连通着单管反应器的顶部进
口，单管反应器的底部出口管道连通着气气换热器的热侧进口，气气换热器的冷侧出口管道连通着冷却冷凝器的热侧进口，冷却冷凝器的冷侧出口管道连通着气液分离器I的进口，气液分离器I的底部液相出口管道通过调节阀I调节控制后，与油水分离器的进口连通；
[0010]气液分离器I的顶部气相出口分出两路，其中一路连通着循环压缩机的进口，循环压缩机的出口管道与原料二氧化碳和氢气混合气管道连通；其中另一路连通着减压阀I的进口管道，减压阀I出口经减压后的气体管道与尾气总管连通；
[0011]油水分离器的顶部气相出口管道与减压阀II入口连通；
[0012]膨胀槽的底部管口与气液分离器II的顶部管口通过管道连通；气液分离器II的底部出口管道连通着导热油泵的进口；导热油泵的出口分出两路，其中一路连通着调节阀II的进口，调节阀II的出口管道与开工加热器的冷侧进口连通；其中另一路连通着导热油冷却器的热侧进口管道，经导热油冷却器冷却后的导热油出口管道与调节阀II的出口管道连通；开工加热器的热侧出口与单管反应器的列管段壳体下方的导热油进口连通；单管反应器的列管段壳体上方的导热油出口管道与气液分离器II的进口连通。
[0013]在本技术的另一个方面中，所述单管反应器从上至下分别由铁基列管段、铁基绝热段和分子筛绝热段组成，在铁基列管段、铁基绝热段和分子筛绝热段的设备外壁上均缠绕有电伴热带。
[0014]在本技术的另一个方面中，加热器和开工加热器采用电加热或蒸汽加热方式。
[0015]在本技术的另一个方面中，还包括深冷器和气液分离器III，所述气液分离器I的顶部气相出口管道与深冷器的热侧进口连接，深冷器的冷侧出口与气液分离器III的进口连通，气液分离器III的底部液相出口管道通过调节阀III调节控制后，与油水分离器的进口连通；气液分离器III的顶部气相出口分出两路，其中一路连通着循环压缩机的进口，另一路连通着减压阀I的进口管道。
[0016]在本技术的另一个方面中，还包括深冷器和气液分离器III，所述循环压缩机设置在气液分离器I的顶部气相出口管道上，所述循环压缩机的出口管道与深冷器的热侧进口连通，深冷器的冷侧出口与气液分离器III的进口连通，气液分离器III的底部液相出口管道通过调节阀III调节控制后，与油水分离器的进口连通；气液分离器III的顶部气相出口分出两路，其中一路连通着原料二氧化碳和氢气混合气管道，另一路连通着减压阀I的进口管道。
[0017]本技术的有益效果是：
[0018](1)本方案提供了一种适用于采用铁基催化剂和分子筛催化剂两种多功能复合催化剂分层装填反应器的二氧化碳加氢制取汽油馏分烃的单管试验装置及方法，反应器型式适用于两种催化剂所处反应介质的反应热力学性质和最优反应温度均不相同的反应条件；
[0019](2)本方案将反应放热量较大的大部分铁基催化剂床层采用等温列管式固定床方式装填在单管反应器上方，少量铁基催化剂床层和所有分子筛催化剂床层依次装填在等温列管固定床反应器下方出口处，既保证了铁基催化剂床层中放热量和移热量间的平衡及控制，同时也满足了反应放热较少的分子筛催化剂床层入口较优的反应温度值较等温列管反应器床层出口温度高的反应温度条件要求；
[0020](3)本方案等温单管反应器的中心反应床层温度主要通过调节套管内的导热油温
度和循环量进行控制,根据导热油的比热及其进出套管的温度、管内的流速与催化剂床层内反应介质的进出反应管温度,以及传热面积与反应器材质等因素可进行相应的热量计算，该计算结果可推广并应用至工业化规模壳侧采用高压蒸汽附带汽包的反应器设计工作中，大大降低了因单管规模较小和壳侧采用高压蒸汽介质而导致的单管试验装置设计和操作上的困难。
附图说明：
[0021]图1为本技术实施例1结构示意图。
[0022]图2为本技术实施例2结构示意图。
[0023]图3为本技术实施例3结构示意图。
[0024]图4为本技术中单管反应器结构示意图。
[0025]附图中：1、气气换热器，2、加热器，3、单管反应器，4、冷却冷凝器，5、气液分离器I，6、油水分离器，7、循环压缩机，8、导热油循环泵，9、导热油冷却器，10、气液分离器II，11、膨胀槽，12、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳加氢直接制取汽油馏分烃的单管试验装置，其特征是，包括气气换热器(1)、加热器(2)、单管反应器(3)、冷却冷凝器(4)、气液分离器I(5)、油水分离器(6)、循环压缩机(7)、导热油循环泵(8)、导热油冷却器(9)、气液分离器II(10)、膨胀槽(11)、原料氢气调节阀(12)、原料二氧化碳调节阀(13)、减压阀I(14)、调节阀I(15)、减压阀II(16)、调节阀II(17)、调节阀III(20)、开工加热器(21)、铁基列管段(22)、铁基绝热段(23)、分子筛绝热段(24)、列管段壳体(25)、列管段反应管(26)、电伴热带(27)；原料二氧化碳调节阀(13)出口管道连通着原料氢气调节阀(12)出口的原料氢气管道，混合后的原料二氧化碳和原料氢气管道与气气换热器(1)的冷侧进口管道连通，气气换热器(1)的热侧出口管道连通着加热器(2)的冷侧进口，加热器(2)的热侧出口管道连通着单管反应器(3)的顶部进口，单管反应器(3)的底部出口管道连通着气气换热器(1)的热侧进口，气气换热器(1)的冷侧出口管道连通着冷却冷凝器(4)的热侧进口，冷却冷凝器(4)的冷侧出口管道连通着气液分离器I(5)的进口，气液分离器I(5)的底部液相出口管道通过调节阀I(15)调节控制后，与油水分离器(6)的进口连通；气液分离器I(5)的顶部气相出口分出两路，其中一路连通着循环压缩机(7)的进口，循环压缩机(7)的出口管道与原料二氧化碳和氢气混合气管道连通；其中另一路连通着减压阀I(14)的进口管道，减压阀I(14)出口经减压后的气体管道与尾气总管连通；油水分离器(6)的顶部气相出口管道与减压阀II(16)入口连通；膨胀槽(11)的底部管口与气液分离器II(10)的顶部管口通过管道连通；气液分离器II(10)的底部出口管道连通着导热油泵(8)的进口；导热油泵(8)的出口分出两路，其中一路连通着调节阀II(17)的进口，调节阀II(17)的出口管道与开工加热器(21)的冷侧进口连通；其中另一路连通着导热油冷却器(9)的热侧进口管道，经导热油冷却器(9)冷却...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙德越，高翔，马道远，王福明，
申请(专利权)人：珠海市福沺能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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